Запорное устройство

19) ЙЦ пЦ 51) 5 Р 16 К 31 О РЕТЕБ И К ПАТЕН Комитет Российской Федерации о патентам и товарным знакам(71) Воронежский государственный университет(5) Использование: в системах. питания котлов натепловых электростанциях Сущность изобретения;в внутреннем цилиндре. корпуса размещен связанный с запорным органом и снабженный с двух сторон направляющими штангами силовой поршень,посредством которого полость цилиндра разделена на рабочие полости. На штанге со стороны входного патрубка установлен шариковый замок с электромагнитным управлением. Выполненные в корпусе каналы сообщают рабочие полости с входным патрубком В каналах установлены подпружиненные клапан снабженные кинематически связанными с ними электромагнитными клапанами которыми полости сообщены с дренажом. Запорный орган установлен во внутреннем цилиндре с образованием полости, сообщенной с рабочей полостью со стороны замка в штанге канала 1 ил.Изобретение относится к арматуростроению и может наити применение в системах управления магистралями, например, питания котлов на тепловых электростанциях, 5В настоящее время одной из актуальных задач является создание надежной конструкции запорного клапана для управления газовыми магистралями. При этом на первый план выдвигается необходи мость обеспечения высокой надежности срабатывания исполнительных элементов, герметичности в закрытом положении, а также требуемого быстродействия срабатывания, 15Существующие конструкции быстроэапорной арматуры включают подпружиненный исполнительный механизм, управляемый электромагнитным клапаном,20 обеспечивающий закрытие магистрали, и электропривод с редуктором, осуществляющий по команде открытие клапана и поступление рабочего тела к потребителю (ГуревичД.Ф. Расчет и конструирование трубопроводной арматуры, Л.: Машиностроение,1969),Недостатком таких конструкций являются их значительные массогабаритные параметры и необходимость комплектациизапорного устройства электроприводом, не смотря на то, что оно выполняет только две команды: "Открыть" и "Закрыть" магистраль,Известна конструкция запорного устройства поворотного типа с поршневым приводом от источника внешнего давления (авт.св, СССР 1286862, кл, Г 16 К 1/24, 1987),Однако данная конструкция характеризуется малым быстродействием и недостаточной степенью герметичности,Наиболее близким к изобретению явля 35 40 ется запорно-регулирующее устройство по1), выбранное в качестве прототипа. В данном устройстве цилиндрический запорный клапан размещен во внутреннем цилиндре корпуса, а гидроцилиндр установлен внутри соосно с клапаном и жестко связан с ним в осевом направлении так, чтовозможно лишь совместное перемещениеклапана и гидроцилиндра, В качестве штока поршня используется направляющая штанга клапана, на которой поршень закрепляется неподвижно. Внутри направляющей 55 штанги размещены трубопроводы, подводящие гидросмесь в полость гидроцилиндра, Перемещение гидроцилиндра вместе склапаном осуществляется на счет разности давлений в полостях гидроцилинда, на которые его объем делится непосредственно поршнем, закрепленным на направляющей штанге,Основными недостатками данного запорного устройства являются необходимость в постороннем источнике энергии для управления им, большая инерционность, недостаточно высокая степень герметичности, что снижает надежность работы устройства.Задачей изобретения являются повышение быстродействия, степени герметичности и надежности работы устройства.Данная задача решается тем, что в запорном устройстве, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, седлом и внутренним цилиндром, в котором размещен связанный с запорным органом и снабженный с двух сторон направляющими штангами силовой поршень, посредством которого полость цилиндра разделена на рабочие полости, согласно изобретению на штанге со стороны входного патрубка установлен шариковый замок с электромагнитным управлением, а в корпусе выполнены каналы, посредством которых рабочие полости сообщены с входным патрубком, и в них установлены подпружиненные клапаны, снабженные кинематически связанными с ними электромагнитными клапанами, посредством которых рабочие полости сообщены с дренажом, при этом эапорный орган установлен во внутреннем цилиндре с образованием дополнительной полости, сообщенной с рабочей полостью со стороны шарикового замка, например, посредством выполненного в штанге канала.Предложенное устройство для быстрого перекрытия магистрали представлено на чертеже, где обозначены внутренний цилиндр 1, корпус 2, эапорный орган 3, силовой поршень 4, штанги 5 и 6 силового поршня, шариковый замок 7, электромагнит 8, подпружиненные клапаны 9 и 10, канал 11 в штанге, электромагнитные клапаны 12 и 13, втулки 14 и 15, седло 16, дополнительная полость А и рабочие полости Б,.В силового поршня,Во внутреннем цилиндре 1 корпуса 2 установлен подпружиненный запорный орган 3, жестко соединенный в осевом направлении с силовым поршнем 4, снабженным с обеих сторон штангами 5 и 6. На штанге 6 со стороны входного патрубка установлен шариковый замок 7, управляемый электромагнитом 8, Рабочие полости поршня 4 соединены с входным патрубком устройства через нормально открытие подпружиненные клапаны 9 и 1 О. Через клапан 9 и, например, канал 11 в штанге 5 соединена свходным патрубком дополнительная полость А, образованная исполнительным клапаном и внутренним цилиндром, что обеспечивает функционирование трущейся пары исполнительныйклапан - цилиндр корпуса по направляющим поверхностям при отсутствии перепада давления и тем самым повышает надежность работы устройства. Положение подпружиненных клапанов 9 и 10 управляется дополнительными электромагнитными клапанами 12 и 13, которые соединяют соответствующие рабочие полости силового поршня с дренажом, Седло электромагнитных клапанов 12 и 13 выполнено в отдельных втулках 14 и 15, внутренняя полость которых соединена клапанами 9 и 10 с входным патрубком устройства и через отверстия в боковой поверхности и каналы в пилонах корпуса с рабочими полостями Б и В, Герметизация выхода устройства выполняется по седлу 16,Работа запорного устройства происходит следующим образом (описание работы дается иэ условия, что в исходном положении запорный орган 3 находится в закрытом положении).Для открытия клапана включается электромагнитный клапан 12. вследствие чего подпружиненный клапан 9 садится на седло втулки 14, изолируя полости А и Б от входе патрубка устройства и соединяя их с д;.енажом. Под действием давления рабочеи среды в рабочей полости В силовой поршень 4 перемещается, преодолевая только усилие пружины запорного органа и силы трения в подвижных элементах до срабатывания шарикового замка 7, после чего клапан зафиксирован в положении " Открыто". Выключается электромагнитный клапан 12,Формула изобретенияЭЗАПОРНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, седлом и внутренним цилиндром, в котором размещен связанный с запорным органом и снабженный с двух сторон направляющими штангами силовой поршенЬ, посредством которого полость цилиндра разделена на рабочие полости, отличающееся тем, что на штанге со стороны входного патрубка установлен шариковый замок с электромагнитным управлением, а в корпусе выполнены каналы, посредством происходит открытие подпружиненногоклапана 9 и полости А и Б снова заполняютсяя рабочей средой.Для закрытия запорного органа 3 и по 5 садки его на седло 16 включается электромагнит 8, штанга 6 силового поршняосвобождается от шарикового замка и перемещается под действием пружины запорного органа и усилия от действия10,динамической составляющей давления рабочей среды на площадь клапана диаметром О. Система запорный орган - силовойпоршень обеспечивает посадку клапана наседло."При этом рабочая среда из полости В15 вытесняется через нормально открытыйподпружиненный клапан 10 в проточную полость устройства. Для повышения быстродействия закрытия магистрали включаетсяв работу также электромагнитный клапан20 13, который при этом соединяет полость Всилового поршня с дренажом. За счет этогопоявляется дополнительное усилие на перемещение запорного органа в сторону закрытия, обусловленное разницей сил давления,25 действующих на силовой поршень. Герметизация устройства осуществляется не только за счет усилия пружины, но и действиясил давления рабочей среды на площадьседла и площадь силового поршня, что по 30 вышает степень герметичность устройства,При отсутствии давления рабочей средыфункционирование устройства может бытьпроверено подводом давления от внешнегоисточника к электромагнитному клапану 1335 и открытием последнего,(56) Авторское свидетельство СССР448328, кл, Р 16 К 31/00, 1974,40которых рабочие полости сообщены с входным патрубком и в них установлены 45 подпружиненные клапаны, снабженныекинематически связанными с ними электромагнитными клапанами, посредством которых рабочие полости сообщены с дре-, нажом, при этом запорный орган установ лен во внутреннем цилиндре собразованием дополнительной полости, сообщенной с рабочей полостью со стороны шарикового замка, например. посредством выполненного в штанге канала.552005247 Составитель С.ЛевицкТехред М.Моргентал Редактор ор Н. Ренск Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Рэушская наб., 4/5 аказ 34 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул,Ге арин, 101